(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓をペーシングして横隔神経の不要な刺激を回避するためのシステムであって、
心臓をペーシングするために心臓ペースを発生させるように構成された心臓パルス発生器と、
前記横隔神経内の軸索の興奮性を修正するように前記横隔神経に波形を送出する電気信号を発生させて、横隔神経内の神経連絡を抑制するように構成された神経連絡抑制器と、
心臓活動を感知するように構成された心臓活動センサと、
前記心臓パルス発生器、前記神経連絡抑制器、及び前記心臓活動センサと作動可能に接続されたコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、心臓ペーシングタイマ及び神経連絡抑制タイマを含み、
前記コントローラは、感知心臓活動及び前記心臓ペーシングタイマを使用して心臓ペースのための望ましいペース時間を判断するように構成され、
前記コントローラは、前記望ましいペース時間と前記神経連絡抑制タイマとを使用して前記神経連絡抑制器を制御し、前記望ましいペース時間に関して望ましい抑制時間に前記横隔神経に波形を送出し、前記心臓ペースが該横隔神経を刺激するのを防止するように構成される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記神経連絡抑制器は、過分極ＤＣ電流パルスを送出して前記望ましい抑制時間に前記横隔神経内の神経軸索の興奮性を修正するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記神経連絡抑制器は、脱分極ＤＣ電流パルスを送出して前記望ましい抑制時間に、ただし伝播活動電位を発生するほど十分な強度なしに、前記横隔神経内の神経軸索の興奮性を修正するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記神経連絡抑制器は、前記望ましい抑制時間に前記横隔神経内の神経軸索の興奮性を修正するのに効果的に高い周波数でパルスを送出するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
心臓の左心室をペーシングするために少なくとも１つの左心室ペーシング電極を位置決めするように構成された左心室リードを更に含み、
前記心臓パルス発生器は、前記左心室リードを使用して左心室にペーシングパルスを送出するように構成され、
前記横隔神経は、左横隔神経である、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
右心室をペーシングするために少なくとも１つの右心室電極を位置決めするように構成された少なくとも１つのリードを更に含み、
前記心臓パルス発生器は、ペーシングパルスを発生させて、前記右心室電極を使用して右心室をペーシングし、かつ前記左心室電極を使用して左心室をペーシングするように構成され、
前記コントローラは、左右の心室に対するペースを適切に計時して心臓再同期療法（ＣＲＴ）を実行するように構成される、
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記神経連絡抑制器は、前記左心室電極を使用して前記横隔神経内の神経連絡を抑制するように構成されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記左心室リードは、少なくとも２つの電極を含み、
前記心臓パルス発生器は、前記左心室リード上の前記少なくとも２つの電極の一方を使用して左心室をペーシングするように構成され、かつ前記左心室リード上の前記少なくとも２つの電極の別の一方を使用して左横隔神経内の神経連絡を抑制するように構成される、
ことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
少なくとも１つの抑制電極を有する横隔神経リードを更に含み、
前記横隔神経リードは、前記横隔神経内の神経連絡を抑制する際に使用するために、該横隔神経に作動的に近くに前記少なくとも１つの抑制電極を置くように構成される、
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記横隔神経リードは、第１の横隔神経リードであり、
システムは、少なくとも１つの抑制電極を有する少なくとも第２の横隔神経リードを更に含み、
前記第１及び第２の横隔神経リードは、少なくとも第１及び第２の心静脈に前記抑制電極を置くために該第１及び第２の心静脈内に給送され、
前記第１及び第２の心静脈の前記抑制電極は、前記横隔神経内の神経連絡を抑制するのに使用される、
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記横隔神経リードは、冠状静脈洞支流内の前記横隔神経に作動的に近い位置内に前記少なくとも１つの抑制電極を給送するように構成され、
前記神経連絡抑制器は、前記電気信号を送出して、前記冠状静脈洞支流の前記少なくとも１つの抑制電極を使用して前記横隔神経内の神経連絡を抑制するように構成される、
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの抑制電極は、神経カフ電極又は横隔膜筋外膜電極を含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
呼吸サイクルを検出するように構成された呼吸検出器を更に含み、
前記コントローラは、前記検出された呼吸サイクルを使用して前記望ましい抑制時間を判断するように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
情況イベントを検出し、かつ該情況イベントが検出された時に前記コントローラに有効化信号を供給するように構成された情況検出器を更に含み、
前記情況検出器は、生理的センサ又はクロックを含み、
前記コントローラは、前記情況イベントが検出された後の期間にわたってのみ前記横隔神経内の神経連絡を抑制するように前記神経連絡抑制器を制御するように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記生理的センサは、ペース誘発型横隔神経活動を検出するように構成された想定外横隔神経活動検出器であり、
前記コントローラは、前記想定外横隔神経活動検出器が前記ペース誘発型横隔神経活動を検出した後に前記横隔神経内の神経連絡を抑制するように前記神経連絡抑制器を制御するように構成される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔優先権の請求〕
本出願は、引用により本明細書で組み込まれる２００９年１２月１７日出願の米国特許仮出願、出願番号第６１／２８７，３０８号の「３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）」の下での優先権の恩典を請求するものである。
【０００２】
本出願は、一般的に医療装置に関し、より具体的には、横隔神経を電気的に抑制するためのシステム、装置、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
心臓が左心室（ＬＶ）においてペーシングされた時に、横隔膜の収縮を引き起こす横隔神経の不要な刺激がある場合がある。左横隔神経は、心膜を下って横隔膜の左部分を貫通し、殆どの人々において、左横隔神経は、側脈の近くを走っている。診療所において、ペーシング構成又は刺激パラメータは、横隔神経刺激を回避しようとして修正することができる。ペーシング構成の例には、ＬＶ双極、ＬＶから缶、「拡張双極」とも呼ばれるＬＶからＲＶ（右心室）があり、刺激パラメータの例には、振幅（例えば、電圧）及びパルス幅がある。横隔神経の解剖学的位置は、患者内で変化する。更に、静脈は、心室及びその近くを通る神経に対して常に同じ位置にあるわけではない。また、リードを設ける選択された静脈も変化する場合がある。
【０００４】
想定外の横隔神経活性化（横隔神経内で伝播する想定外の活動電位）は、左心室ペーシングの公知の結果である。想定外の横隔神経活性化は、横隔膜を望ましくないほどに収縮させる可能性がある。想定外の横隔神経活性化は、患者にはしゃっくりのような感じがすることがある。想定外の横隔神経活性化は、ＬＶペーシングリードの電界が、左横隔神経の近くにあり、かつ神経を捕捉するほど十分に強い刺激出力にある時に発生する可能性がある。その結果、横隔神経の想定外の捕捉は、ペーシングリードを埋め込むための方策の修正を必要とする場合がある。例えば、ＬＶペーシング電極は、ＣＲＴのようなペーシング療法のためのＬＶを捕捉するための好ましい位置に位置決めされない場合があり、又は臨床医は、ＬＶペーシング電極を埋め込まずに、むしろＬＶをペーシングしない他のペーシングアルゴリズムに頼るように判断する場合がある。横隔神経刺激を回避するために装置のプログラム変更を行うのに、埋め込み後の特定の外来診療が必要であるか又は望ましい場合がある。更に、横隔神経刺激は、一般的に埋め込み時に評価されるが、ペーシング中の横隔神経捕捉により引き起こされた想定外の横隔神経活性化は、心臓の逆リモデリング、リード微細遊離、及び姿勢の変化などのような様々な理由から埋め込み後に出現する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，７７２，００８号明細書
【特許文献２】米国特許第７，２９９，０９３号明細書
【特許文献３】米国特許第７，３９２，０８６号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｇｕｒｅｖｉｔｚ他「プログラマブル多重ペーシング構成が高い左チャンバペーシング閾値の克服及び横隔神経刺激の回避を補助する」、Ｐａｃｅ、第２８巻、１２５５（２００５年）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
心臓をペーシングして横隔神経の不要な刺激を回避する様々なシステム実施形態は、心臓パルス発生器と、神経連絡抑制器と、心臓活動センサと、コントローラとを含む。心臓パルス発生器は、心臓ペースを発生させて心臓をペーシングするように構成される。神経連絡抑制器は、電気信号を発生させて横隔神経内の神経連絡を抑制するように構成される。心臓活動センサは、心臓活動を感知するように構成される。コントローラは、心臓パルス発生器、神経連絡抑制器、及び心臓活動センサと作動可能に接続される。コントローラは、心臓ペーシングタイマ及び神経連絡抑制タイマを含む。コントローラは、感知心臓活動及び心臓ペーシングタイマを使用して心臓ペースのための望ましいペーシング時間を判断するように構成される。コントローラは、望ましいペーシング時間及び神経連絡抑制タイマを使用して、心臓ペースが横隔神経を刺激するのを防止するのに望ましいペーシング時間に関して望ましい抑制時間に横隔神経内の神経連絡を抑制するように神経連絡抑制器を制御するように構成される。
【０００８】
心臓ペーシング中に横隔神経の不要な刺激を回避する様々な方法実施形態により、心臓ペースを送出するための望ましいペーシング時間が受信され、横隔神経内の神経連絡を抑制する望ましい神経連絡抑制時間が、望ましいペーシング時間を使用して判断される。横隔神経内の神経連絡は、望ましい神経連絡抑制時間に抑制される。
【０００９】
心臓をペーシングし、かつ心臓ペーシング中の横隔神経の不要な刺激を回避する様々な方法実施形態により、心臓ペースを送出するための望ましいペーシング時間が判断され、横隔神経内の神経連絡を抑制する望ましい神経連絡抑制時間が、望ましいペーシング時間を使用して判断される。心臓ペースは、望ましいペーシング時間に送出され、横隔神経内の神経連絡は、望ましい神経連絡抑制時間に抑制される。
【００１０】
この「発明の概要」は、本出願の教示の一部の概説であり、本主題の排他的又は網羅的な取り扱いであることを意図していない。本主題に関する更なる詳細は、詳細説明及び添付の特許請求の範囲に見出される。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定められる。
【００１１】
様々な実施形態は、添付図面の図に一例として示している。このような実施形態は、例証であり、本主題の網羅的又は排他的な実施形態であることを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】左心室を刺激するように構成され、かつ横隔神経活動を抑制するように構成された埋め込み型装置実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】左心室を刺激するように構成され、かつ横隔神経活動を抑制するように構成された埋め込み型装置実施形態を示す図である。
【図１Ｃ】左心室を刺激するように構成され、かつ横隔神経活動を抑制するように構成された埋め込み型装置実施形態を示す図である。
【図１Ｄ】左心室を刺激するように構成され、かつ横隔神経活動を抑制するように構成された埋め込み型装置実施形態を示す図である。
【図１Ｅ】左心室を刺激するように構成され、かつ横隔神経活動を抑制するように構成された埋め込み型装置実施形態を示す図である。
【図２】様々な実施形態により電極領域を形成する環状刺激電極を有するリードの実施形態を示す図である。
【図３】様々な実施形態により内腔内で電極を使用する経腔的神経刺激を示す図である。
【図４Ａ】図示の電極がリードを取り囲まない刺激電極を有するリードの実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】図示の電極がリードを取り囲まない刺激電極を有するリードの実施形態を示す図である。
【図５Ａ】本主題の様々な実施形態により同じ電極を使用して心臓ペース及び横隔神経抑制を行う様々な信号を示す図である。
【図５Ｂ】本主題の様々な実施形態により同じ電極を使用して心臓ペース及び横隔神経抑制を行う様々な信号を示す図である。
【図５Ｃ】本主題の様々な実施形態により同じ電極を使用して心臓ペース及び横隔神経抑制を行う様々な信号を示す図である。
【図５Ｄ】本主題の様々な実施形態により同じ電極を使用して心臓ペース及び横隔神経抑制を行う様々な信号を示す図である。
【図５Ｅ】本主題の様々な実施形態により同じ電極を使用して心臓ペース及び横隔神経抑制を行う様々な信号を示す図である。
【図６Ａ】呼吸サイクル、心臓ペース、心臓ペースに対応する抑制左横隔神経活動、及び左横隔神経が心臓パルスに対して抑制された時の横隔膜活動を示す図である。
【図６Ｂ】呼吸サイクル、心臓ペース、心臓ペースに対応する抑制左横隔神経活動、及び左横隔神経が心臓パルスに対して抑制された時の横隔膜活動を示す図である。
【図６Ｃ】呼吸サイクル、心臓ペース、心臓ペースに対応する抑制左横隔神経活動、及び左横隔神経が心臓パルスに対して抑制された時の横隔膜活動を示す図である。
【図６Ｄ】呼吸サイクル、心臓ペース、心臓ペースに対応する抑制左横隔神経活動、及び左横隔神経が心臓パルスに対して抑制された時の横隔膜活動を示す図である。
【図６Ｅ】呼吸サイクル、心臓ペース、心臓ペースに対応する抑制左横隔神経活動、及び左横隔神経が心臓パルスに対して抑制された時の横隔膜活動を示す図である。
【図７】装置実施形態を示す図である。
【図８】ペース誘発型横隔神経活性化を検出し、かつペース誘発型横隔神経活性化を回避する横隔神経遮断ルーチンを実行する方法の実施形態を示す図である。
【図９】横隔神経抑制処理をいつ実行していつ終了するかを判断する様々な実施形態を示す図である。
【図１０】横隔神経活動を低減する処理を実行する様々な実施形態を示す図である。
【図１１】横隔神経活動を低減する処理を実行する様々な実施形態を示す図である。
【図１２】呼吸を使用して横隔神経連絡抑制を有効にする方法の実施形態を示す図である。
【図１３】望ましい横隔神経抑制を達成するための抑制刺激の強度又は構成を滴定する実施形態を示す図である。
【図１４】マイクロプロセッサベースの埋め込み型装置の実施形態の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本主題の以下の詳細説明は、例示として、本主題を実施することができる特定的な態様及び実施形態を示す添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本主題を実施することを可能にするために十分に詳細に説明する。他の実施形態を利用することができ、かつ本発明の範囲から逸脱することなく構造上の変更、論理上の変更、電気的変更を行うことができる。本発明の開示における「実施形態」、「一実施形態」、又は「様々な実施形態」への言及は、必ずしも同じ実施形態に対するものではなく、このような言及では、１つよりも多い実施形態を考えている。以下の詳細説明は、従って、制限的意味で取るべきでなく、その範囲は、このような特許請求の範囲が権限を与えられている法的均等物の完全な範囲と共に特許請求の範囲によってのみ定められる。
【００１４】
心筋刺激療法では、心筋の電気的刺激を使用して心臓療法を提供する。心筋刺激療法の一部の例を以下に示す。ペースメーカーは、最も一般的に心室心拍数が遅すぎる徐脈の処置に向けて計時されたペーシングパルスで心臓をペーシングする装置である。適切に機能する場合に、ペースメーカーは、最小心拍数を実施することにより、代謝要求を満たすために心臓がそれ自体で適切なリズムでペーシングすることができない点を補うものである。血液の効率的なポンピングを容易にするために心腔が心周期中に収縮する方法及び程度に影響を与える埋め込み型装置も開発されている。心臓は、心腔が調節されて収縮する時の方が有効に血液をポンピングし、結果は、通常、心筋を通して興奮（すなわち、脱分極）の迅速な伝導を可能にする心房及び心室内の専用伝導路によって得られる。これらの伝導路は、興奮性衝撃を洞房結節から心房心筋に、房室結節に、それから心室心筋に誘導し、その結果、心房及び心室の両方の収縮の調節が得られる。それによって各心腔の筋線維の収縮が同期化されると共に、各心房又は心室の収縮が対側心房又は心室と同期化される。正常に機能する専用伝導路により行われる同期がなければ、心臓の血液ポンピング効率は、大幅に低減される。これらの伝導路及び他の心室間又は心室内の伝導欠陥の病変部は、心機能不全の原因因子になる可能性があり、この原因因子は、心機能の異常により心拍出量が周辺組織の代謝要求を満たすのに十分なレベルよりも小さい臨床症候群を指す。これらの問題を処理するために、心臓再同期療法（ＣＲＴ）と呼ばれる心房及び／又は心室収縮の調節を改善しようとする１つ又はそれよりも多くの心腔に適切に計時された電気的刺激を与える埋め込み型心臓装置が開発されている。心室再同期は、心機能不全を治療する際に有用であり、その理由は、直接的には変力性ではないが、再同期によって心室収縮の調節増大を得ることができ、血液ポンピング効率が改善すると共に心拍出量が増大するからである。ＣＲＴの実施例では、同時に又は指定の２心室オフセット間隔により分離された状態で、かつ固有の心房収縮の検出又は心房ペーシングの送出に対する指定の房室ブロック遅延間隔後に両方の心室に刺激パルスを印加する。
【００１５】
ＣＲＴは、ＭＩ後及び心機能不全の患者内に発生する可能性がある有害な心室リモデリングを低減する際に有用とすることができ、心室リモデリングは、ＣＲＴが適用された時に心臓の血液ポンピングサイクル中に心室が受けた壁体応力の分布の変化の結果として発生するように思われる。心臓筋線維が収縮する前に伸展する程度を、前負荷と呼び、筋線維短縮の最大張力及び速度は、前負荷増大と共に増大する。心筋領域が他の領域に対して遅く収縮した時に、反対の領域の収縮によりその後に収縮する領域が伸展して前負荷が増大する。収縮する時の心筋線維に掛かる張力又は応力の程度を後負荷と呼ぶ。血液が大動脈及び肺動脈へ大量にポンピングされる時に心室内の圧力が弛緩期値から収縮期値に急激に上がるので、興奮性刺激パルスのために最初に収縮する心室の部分は、後で収縮する心室の部分よりも低い後負荷に対して収縮する。従って、他の領域よりも後で収縮する心筋領域は、前負荷及び後負荷の増大を受ける。この状況は、ＭＩのために心機能不全及び心室機能障害に関連の心室伝導遅延により頻繁に発生する。遅く活性化する心筋領域に対する壁体応力の増大は、心室リモデリングの引き金である確率が最も高い。収縮調節の増大を引き起こすことができるように梗塞性領域の近くの心室内の１つ又はそれよりも多くの部位をペーシングすることにより、ＣＲＴは、早期興奮を行わなければ収縮中に後で活性化されて壁体応力の増大が発生する心筋領域の早期興奮を提供する。他の領域に対するリモデリングされた領域の早期興奮により、その領域から機械的応力が除去され、リモデリングの逆転又はそれが起こることの防止を可能にする。
【００１６】
電気除細動、すなわち、ＱＲＳ群と同期して心臓に送出される電気ショック、及び電気的除細動、すなわち、ＱＲＳ群との同期なしで送出される電気ショックを用いて殆どの頻脈性不整脈を終了させることができる。電気ショックは、心筋を同時に脱分極して無反応性にすることによって頻脈性不整脈を終了させる。埋め込み型心臓除細動器（ＩＣＤ）として公知のある一定の部類のＣＲＭ装置は、装置が頻脈性不整脈を検出した時に心臓に衝撃パルスを送出することによってこの種の療法を提供する。頻脈の別のタイプの電気的療法は、抗頻拍ペーシング（ＡＴＰ）である。心室ＡＴＰにおいては、頻脈を引き起こすリエントリ回路を中断しようとして心室を１つ又はそれよりも多くのペーシングパルスで競争的にペーシングする。最新のＩＣＤは、一般的にＡＴＰ機能を有し、頻脈性不整脈が検出された時にＡＴＰ療法を行うか又は衝撃パルスを送出する。ＡＴＰは、オーバードライブペーシングと呼ぶことができる。コンディショニング療法とも呼ぶことができる間欠性ペーシング療法（ＩＰＴ）のような他のオーバードライブペーシング療法が存在する。
【００１７】
右横隔神経及び左横隔神経は、共に心臓近傍を通って心臓の下で横隔膜を刺激する。様々な実施形態は、横隔神経の刺激により引き起こされる想定外の横隔神経活性化、すなわち、ＣＲＴの一般的な副作用を回避するようにＬＶペーシング中に左横隔神経内の神経連絡を電気的に抑制又は遮断する。ペース誘発型横隔神経活性化はまた、左横隔神経にＬＶペーシング部位が極めて近くにあるために、他の形態のペーシング、特にＬＶペーシングを用いて観察することができる。例えば、様々な実施形態は、左心室のペーシング前及びその最中に心臓組織を捕捉しない選択的な神経遮断パルス波形を送出する。抑制パルスは、ペーシングパルス中に横隔神経捕捉を防止し、それによって横隔膜の活性化を防止する。心臓部の他の位置での心臓刺激により、結果的に左又は右横隔神経内の想定外の横隔神経活性化が発生する場合がある。本主題は、ＬＶペーシング中の左横隔神経の抑制に限定されず、心臓ペースにより引き起こされる左又は右横隔神経内の想定外の横隔神経活性化に適切に対処するために実施することができる。
【００１８】
横隔神経遮断アルゴリズムは、公知の感知及びペーシングアルゴリズム及び回路と統合することができる。ＰＮ遮断アルゴリズムは、患者における解剖学的差異（例えば、ＬＶリードに対する横隔神経の正確な位置）のために個々の患者に向けて調整することができる。様々な実施形態は、横隔神経活動を抑制する際に使用する複数の電極から最良の電極を判断する。多極リードは、遮断すべきより多くの電極を呈し、様々な実施形態は、臨床医が遮断すべき最良の電極を選択するのを手助けし、かつ遮断パルスが横隔神経活動の刺激を軽減するのに有効であることを確認するアルゴリズムでプログラムされる。一部の実施形態により、装置は、センサを使用して想定外の横隔神経活動又は横隔膜収縮を検出し、かつ神経活動を抑制すべき電極を自動的に選択するようにプログラムされる。
【００１９】
ペース誘発型横隔神経活性化は、患者が、特定の位置（例えば、横臥）又は活動レベルにある時にのみ観察される場合がある。想定外の横隔神経活性化は、刺激装置が埋め込まれた時に、埋め込み時の患者の位置のために、麻酔の効果のために、又は臨床設定に存在しない他の因子のため観察することができない場合がある。一部の実施形態は、情況が得られるように姿勢センサを使用する。一部の実施形態は、情況が得られるように活動センサを使用する。一部の実施形態は、情況が得られるように時刻を判断するためにタイマを使用する。情況が感知され、又は他の方法で特定又は推定された時はいつでも（例えば、患者が横臥中であるあらゆる時間に）、装置は、心臓ペースを送出している間に横隔神経活動を抑制する手順を開始することによって応答するようにプログラム又は他の方法で構成することができる。一部の実施形態により、装置は、想定外の横隔神経活性化が観察された時に情況を判断するために、ペース誘発型横隔神経活性化が検出された時はいつでも姿勢、活動、及び時刻などを記憶することができる。一部の実施形態により、装置は、この情況情報を使用して、ペース誘発型横隔神経活性化が以前に発生したこれらの関連的状況中にのみ横隔神経抑制ルーチンを有効にするように構成される。
【００２０】
図１Ａ〜図１Ｅは、左心室を刺激するように構成され、かつ横隔神経活動を抑制するように構成された様々な埋め込み型装置実施形態を示している。図示の装置は、点線により表されたリード及び心臓の右心房、右心室、及び冠状静脈洞内に送出された「Ｘ」により表された電極を使用してＣＲＴ又は他のペーシング療法のような心臓組織刺激療法を行うために使用される埋め込み型医療装置１００である。心臓の冠状静脈洞を通過するリード１０１は、刺激部位で左心室を刺激するために使用する１つ又は複数の左心室電極１０２を含む。
【００２１】
図１Ａでは、装置は、神経カフ電極１０４を有する横隔神経リード１０３を有する。横隔神経リード１０３は、装置１００から横隔神経１０５まで皮下にトンネル接合することができ、装置は、横隔神経リード１０３及び神経カフ電極１０４を使用して横隔神経１０５を抑制するように構成される。一部の実施形態では、１つよりも多い埋め込み型装置を使用することができ、１つの装置は、心臓組織刺激療法を提供し、別の装置は、横隔神経の望ましい抑制を提供する。抑制信号は、左心室強心剤ペースが左心室刺激部位近傍を通過する左横隔神経を捕捉するのを防止する。図１Ｂでは、装置１００は少なくとも第１の部位及び第２の部位を刺激するために複数の電極１０７を有する左心室リード１０６を冠状静脈洞支流内に有する。装置１００は、電極１０７の少なくとも１つを使用して第１の部位を刺激して左心室ペースを送出するように構成され、かつ少なくとも１つの他の電極を使用して横隔神経１０５内の神経連絡を抑制するように構成される。様々な装置実施形態は、横隔神経活動を抑制するために電極のいずれを使用すべきか、及び左心室ペーシングに向けて電極のいずれを使用すべきかを判断することに関して臨床医を補助するアルゴリズムを実行する。一部の実施形態により、装置は、センサを使用して想定外の横隔神経活動又は横隔膜収縮を検出し、かつ神経活動を抑制すべき電極を自動的に選択するようにプログラムされる。図１Ｃでは、装置１００は、電極１０２を有する左心室リード１０６を有し、装置は、冠状静脈洞支流によって位置決めされた電極１０２を使用して左心室をペーシングすると共に、横隔神経を抑制する。従って、同じ電極を心臓捕捉及び横隔神経遮断に使用することができ、又は異なる電極を使用することができると考えられ、異なる電極は、同じか又は異なる電極上にある。横隔神経に近いあらゆる電極を使用して心臓ペーシングパルス中に神経の電気的遮断を行うことができる。神経の電気的遮断は、心臓ペーシングパルスの送出前及び／又は送出中に開始することができる。一部の実施形態では、横隔神経の電気的遮断信号は、心臓ペーシングパルスの後に終了される。一部の実施形態は、心臓ペーシングパルス中に電気的遮断を終了し、一部の実施形態は、心臓ペーシングパルス直前に電気的遮断を終了する。図ＩＤでは、装置１００は、左心室リード１０６Ａ及びＢを有し、各々が、少なくとも１つの電極１０２Ａ及びＢを有し、装置は、刺激構成において電極１０２Ａ及びＢを使用して横隔神経を抑制する。リード１０６Ａ及びＢは、異なる静脈内に送出される。一部の実施形態は、１つよりも多い左心室リードを使用して横隔神経を抑制する。一部の実施形態は、分岐リードを使用して横隔神経を抑制し、分岐リードの端部は、異なる静脈内に延びる。一部の実施形態は、他のリード（例えば、ＬＶリードを有するＲＶリード）を使用して横隔神経を抑制し、一部の実施形態は、缶電極を使用して横隔神経を抑制する。一部の実施形態は、噴門上部電極を使用して横隔神経を抑制する。
【００２２】
様々な実施形態により、選択的な神経遮断パルス波形（下位心臓閾値）が、左心室ペーシング前及び／又はペーシング中に送出される。このパルスは、ペーシングパルス中に横隔神経捕捉を防止し、それによって横隔膜の活性化を防止する。横隔神経の電気的抑制又は遮断は、ＤＣ電流パルスを使用する神経軸索の過分極、ＤＣ電流パルスを使用する神経軸索の脱分極、及び／又は高周波ＡＣ波形（＞ｌＫＨｚ）によって達成することができる。
【００２３】
いくつかの電極構成を使用することができる。本明細書に含まれる図は、例として示すものであり、可能な構成を網羅的に説明することを意図していない。例えば、一部の実施形態は、経皮的又は腹腔ミラー検査手法を使用して横隔神経又は神経類の近くに又は横隔神経の近くの他の位置で横隔膜内に筋外膜電極を置く。図１Ｅは、全体的に横隔神経の近くの横隔膜内の筋外膜電極の配置を示している。
【００２４】
図２は、様々な実施形態により電極領域２１０を形成する環状刺激電極２０９を有するリード２０８の実施形態を示している。環状刺激電極のいずれか１つ又は組合せを使用して、神経刺激を行うことができる。図３は、様々な実施形態により内腔内で電極を使用する経腔的神経刺激を示している。図は、内腔３１１（例えば、冠状静脈洞の支流）、内腔の外部の横隔神経３０５、及び内腔内のリード３０８を示している。神経刺激により、内腔壁を通過して神経まで延びる電極間に電界３１２が生成される。図４Ａ及び図４Ｂは、図示の電極がリードを取り囲まない刺激電極を有するリードの実施形態を示している。従って、図示の電極の部分集合を選択して指向性の刺激を行うことができる。例えば、リードは、冠状静脈洞支流内に送出される時に捩れるか又は回転することができ、リードの他の側で組織を刺激することなくリードの１つの側で横隔神経を刺激することが望ましい場合がある。神経刺激試験ルーチンは、横隔神経を遮断するためにはどの電極が最適かを判断するために、神経刺激を行う際に使用する利用可能な電極を循環することができる。
【００２５】
電気的神経遮断を行ういくつかの方法がある。一部の実施形態では、例えば、ＤＣ電流パルスは、パルスの電界内の神経膜に印加することができる。ＤＣパルスは、その振幅が静止膜電圧よりも小さい場合は過分極にするか、又は振幅が静止膜電圧を超えるが、活動電位を生成するのに必要とされる閾値よりも小さい場合は膜を脱分極にすることができる。両方のタイプのパルスは、神経膜内のイオンチャンネルの興奮特性を修正することによって遮断を誘発することができる。別の実施形態では、例えば、高周波波形（例えば、約１ｋＨｚ又はそれよりも高い程度）が印加され、それによって刺激野下の神経膜の興奮しやすい状態が変化する。様々な実施形態は、神経に最も近い電極を通じて刺激することにより、横隔神経を遮断する。電気的遮断は、高周波数又は一定のＤＣパルスを使用して達成することができる。例えば、一部の実施形態は、心筋の捕捉を回避しながら心臓の無反応期間中に開始し、次に、ペーシングパルス中に低周波数又は振幅水準に減少する高い（周波数又は振幅）パルスを送出し、従って、心臓応答が可能であるが、横隔神経遮断が維持される。
【００２６】
図５Ａ〜図５Ｅは、本主題の様々な実施形態により同じ電極を使用して心臓ペーシング及び横隔神経抑制を行う様々な信号を示している。図５Ａは、心臓ペースを予測して神経軸索を遮断する一定の脱分極ＤＣパルスを送出する抑制パルス５１６の後の２相性心臓ペース５１５を示している。図５Ｂは、心臓ペーシングパルスの前に神経軸索を遮断する一定の過分極ＤＣパルス５１８の後の２相性心臓ペース５１７を示している。図５Ｃは、心臓ペーシングパルスを予測して神経軸索を遮断する高周波波形（例えば、約１ｋＨｚ又はそれよりも高い程度）を含む抑制信号５２０の後の２相性心臓ペース５１９を示している。図５Ｄは、心臓ペースを送出して同時に横隔神経活動を抑制する信号５２１を示している。ペース５２１の振幅は、２相性ペース５１５、５１７、及び５１９の振幅と類似のものであり、ペース内のパルスのパルス周波数は、抑制信号５２０の高いパルス周波数と類似のものである。図５Ｅは、心臓ペースを送出して同時に横隔神経活動を抑制する別の信号を示している。信号は、２相性パルスに重畳される横隔神経抑制のための高周波信号による図Ｂで５１７に示すような心臓ペースの２相性パルスを示している。図５Ａ〜図５Ｅは、短形波を示している。しかし、本主題は、一例として制限ではなく、正弦波形及び三角波形のような他の波形を使用することができる。
【００２７】
抑制パルス及び心臓ペースが同じか又は異なるパルスによって送出されるか否かに関わらず、心臓ペースは、望ましいペーシング時間に送出され、神経連絡は、望ましい神経連絡抑制時間に横隔神経内で抑制される。望ましいペーシング時間は、ペーシングアルゴリズムにより判断され、望ましいペーシング時間を使用して、心臓ペースが送出される時に適切に横隔神経活動を抑制又は遮断する望ましい神経連絡抑制時間が判断される。
【００２８】
呼吸は、自発的及び非自発的の両方の作用を伴っている。呼吸に使用される筋肉には、横隔膜、内肋間筋、及び腹筋がある。内肋間筋は、呼息機能及び吸息機能を提供し、腹筋は呼息機能を有し、横隔膜は、吸息機能を提供する。横隔神経活動は、横隔膜を制御し、かつ呼吸サイクルの吸息段階中は主として活発である。吸息段階後に何らかの残留横隔神経活動がある場合がある。呼吸は、多くの生理学的な応答を伴う複雑な過程である。例えば、横隔神経活動は、肺気量関連の求心性神経により抑制される。更に、横隔膜には、左右の横隔神経が分布している。横隔神経の一方が切断された場合に、他方の横隔神経は、両方の横隔神経が機能している場合よりも過酷な状態であるが、呼吸を行うために横隔膜を収縮し続ける。
【００２９】
図６Ａ〜図６Ｅは、呼吸サイクル、心臓ペース、心臓ペースに対応する抑制左横隔神経活動及び左横隔神経が心臓パルスに対して抑制される時の横隔膜活動を示している。これらの図は、本来は例示的なものであり、尺度通りに描かれたものではない。
【００３０】
呼吸信号は、呼吸活動を示す生理学的な信号である。様々な実施形態では、呼吸信号は、呼吸により調節されるあらゆる生理学信号を含む。一実施形態では、呼吸信号は、埋め込み型インピーダンスセンサにより感知される経胸腔的インピーダンス信号である。別の実施形態では、呼吸信号は、埋め込み型圧力センサにより感知される血液圧信号から抽出され、かつ呼吸成分を含む。別の実施形態では、呼吸信号は、胸の動き又は肺気量を示す信号を感知する外部センサにより感知される。様々な実施形態により、呼吸信号のピークは、呼吸基準点として検出される。呼吸基準点は、遅延間隔の有無に関わらず、横隔神経抑制の実施を計時するのに使用することができる。様々な他の実施形態では、吸息段階の開始点、呼息段階の終了点、又は他の閾値交差点が、呼吸基準点として検出される。
【００３１】
図６Ａは、呼吸サイクル長さ、吸息期間、呼息期間、非呼吸期間、及び一回換気量を含む呼吸信号を示している。一例として、呼吸性変動は、図に示すパラメータの１つ又はそれよりも多くを使用して判断することができる。グラフの軸は、信号が時間と共に呼吸容積を表すように容積及び時間に存在する。吸息期間は、呼吸信号の振幅が増加して吸息閾値よりも大きい呼吸サイクルの吸息段階の開始で始まり、呼吸サイクルの振幅がピークに達する呼吸サイクルの呼息段階の開始で終了する。呼息期間は、呼息段階の開始で始まり、呼吸信号の振幅が呼息閾値を下回った時に終了する。非呼吸期間は、呼息段階の終了と次の吸息段階の開始との間の時間間隔である。一回換気量は、呼吸信号の最大振幅である。呼吸率は、サイクル長さから判断することができる。サイクル長さが分単位に示された時に、率（ｂｒ／ｍｉｎ）＝１／（サイクル長さ）である。
【００３２】
図６Ｂは、一連の左心室（ＬＶ）ペース６２４を示している。図６Ａ及び図６Ｂは、一例としてかつ制限ではなく、各呼吸サイクルの約４つの心期間を示している。横隔神経連絡は、ＬＶペースが横隔神経活動を誘発するのを防止するために適切に抑制される。一例としてかつ制限ではなく、一部の実施形態は、予想されたＬＶペース６２４の前の短い期間にかつＬＶペースの終了まで延びる持続時間にわたって神経連絡抑制を開始する。
【００３３】
図６Ｃは、吸息期間６２５を示し、更に、ＬＶペース６２４の少なくとも一部に向けて行うことができるような横隔神経抑制又は遮断６２６を示している。横隔神経活動は、主に吸息期間中に発生する。従って、図６Ｃは、固有の横隔神経活動の期間、及びその固有の活動を本主題の一部の実施形態によって遮断することができる期間を示している。吸息期間の外側の横隔神経遮断は、呼吸サイクルの他の期間にはいくらかの残留神経連絡のみがあるので呼吸に有意に影響を与えるものではない。
【００３４】
図６Ｄは、一般的に呼吸サイクルに対応する横隔膜活動６２７を示し、呼吸中に発生する傾斜状の積分横隔神経活動６２８も示している。図６Ｅは、呼吸サイクルに関する横隔神経活動を示している。吸息中に発生する神経遮断パルスの領域は、６２９、６３０、及び６３１で全体的に示されている。図６Ｃは、呼吸サイクルを通した他の神経遮断パルスも示し、これらの神経遮断パルスに関連の時間は、図６Ｄで反映される。横隔膜活動が領域６２９及び６３０で僅かに影響を受けることになることが予想される。しかし、これらの領域６２９及び６３０の持続時間は、全体的な呼吸サイクルと比較すると短い。更に、横隔膜筋線維の累積的な漸増が吸息過程中に存在する。更に、他方の横隔神経（例えば、右横隔神経）は、横隔神経の一方が切断された場合に過酷な状態の呼吸がまだ発生する可能性があるので、神経を刺激するために横隔膜の各部を収縮するように機能し続ける。従って、横隔膜の収縮機能は横隔神経遮断パルス中には影響を受けないことが予想され、その理由は、アルゴリズムにより適用された抑制は、間欠的かつ持続時間が短いものになるからであり、かつ他方の横隔神経は活発であることには変わりはないからである。積分横隔神経活動６２８は、横隔神経遮断パルス領域６２９の持続時間に対応する安定期で示されている。
【００３５】
呼吸サイクルに対して吸息期間の外側で横隔神経を遮断しても、呼吸に有意に影響を与える恐れはなく、その理由は、呼吸サイクルのこれらの部分には、実質的に固有の横隔神経連絡がないと考えられるからである。従って、横隔神経遮断パルスは、呼吸サイクルに大幅に影響を与えることなく心臓ペースが呼吸サイクルのこれらの部分中に横隔膜刺激を引き起こすのを防止する。更に、何らかの固有の横隔神経活動は、呼吸サイクルの部分中に固有の生理機能により（例えば、肺気量関連の求心性神経により）抑制することができる。呼吸サイクルのこれらの部分中には、横隔神経遮断パルスを使用して心臓ペースにより引き起こされた横隔膜刺激を更に抑制することが必要である場合があり、又は必要でない場合もある。吸息期間のある一定の部分にも、例えば、深呼吸中の吸息段階の終了時に非常に著しい横隔神経活動がある。横隔膜が呼吸サイクルにおいてこのような時点に完全に収縮した場合に、心臓ペースが横隔膜刺激を引き起こすとは予想することができない。更に、呼吸サイクルには、心臓ペーシングパルスによって生成された電界が横隔神経を通じた横隔膜応答を引き出すほど強くないように横隔神経と心臓ペーシングリードの間の距離が増大する期間があるとすることができる。この距離の変化は、縦隔内の器官の解剖学的アラインメントの肺気量によって誘発された変化又は体位の変化の結果とすることができる。上記及び他の因子に基づいて、呼吸サイクルのある一定の部分のみが、心臓ペース誘発の横隔膜刺激の影響を受けやすい可能性がある。一部の実施形態は、呼吸サイクルのある一定の段階中には遮断パルスの管理を行わない（例えば、有効にされない）（例えば、妨げられない横隔膜活性化が望ましい場合、又は固有の生理機能により心臓ペースが神経を刺激する可能性がなくなる場合）。従って、特定の患者らに対して、横隔神経遮断は、呼吸感知及び他の生理的感知により有効にすることができる。
【００３６】
図７は、装置実施形態を示している。図示の装置７４０は、コントローラ７４１と、心臓パルス発生器７４２と、神経遮断刺激装置７４３と、心臓活動センサ７４４とを含む。装置は、心臓ペーシングアルゴリズムを実行するように構成される。コントローラ７４１は、心臓活動センサから感知心臓活動を受信し、心臓ペーシングタイマ７４５を使用して、心臓ペースを送出するペース時間を判断し、かつ望ましい時間に心臓ペースを送出するように心臓パルス発生器７４２を制御する。コントローラ７４１は、横隔神経抑制を送出する抑制時間を判断する神経遮断又は抑制刺激タイマ７４６も含み、かつ抑制時間に横隔神経抑制を行うように神経遮断刺激装置７４３を制御する。神経遮断刺激装置７４３は、横隔神経連絡を実質的に遮断又は抑制するプロトコルに従って適切な電気信号を送出するように構成される。プロトコルの例には、望ましい抑制時間に横隔神経内の神経軸索を過分極にするＤＣ電流パルス、望ましい抑制時間に、ただし伝播活動電位を生成するのに十分な強度がなくても横隔神経内の神経軸索の興奮性を修正する脱分極ＤＣ電流パルス、及び１ｋＨｚより高いパルス周波数のパルスがある。一部の実施形態では、コントローラは、単に必要に応じて神経連絡遮断アルゴリズムを実行するように構成される。例えば、他のセンサ７４７を使用して、ペース誘発型横隔神経活動、呼吸サイクル、姿勢、及び活動などを検出することができる。
【００３７】
図８〜図１３は、様々な方法実施形態を示している。図８は、例えば、ペース誘発型横隔神経活動を検出し、かつペース誘発型横隔神経活動を回避する横隔神経遮断ルーチンを実行する方法の実施形態を示している。８４８で、前回のペースにより横隔神経が捕捉されるか否かを判断する。例えば、横隔神経活動からの横隔膜収縮は、加速度計又は音響センサにより検出することができ、感知横隔膜収縮のタイミングを心臓ペースのタイミングと比較して一部の場合に心臓ペースにより横隔神経活動が引き起こされたか否かを判断する。複数の横隔膜収縮を複数のペースと比較することによって更なる確実性を取得することができる。ペースにより不要な横隔神経活動（ＰＮ捕捉）が誘発されると判断した場合に、横隔神経活動を低減して横隔神経８４９の捕捉を回避する処理を実行する。装置は、期間後に又はいくつかのペーシング後に又は横臥から起立への変化のような情況イベントの変化後に横隔神経がまだ捕捉されるか否か確認するようにプログラムすることができる。
【００３８】
図９は、横隔神経抑制処理をいつ実行すべきか及びいつ横隔神経抑制処理を終了すべきかを判断する様々な実施形態を示している。９５０で、横隔神経連絡遮断又は抑制アルゴリズムを有効にするか又は他の方法で実行すべきか否かを判断する。例えば、姿勢、時刻、及び／又は横隔神経の検出捕捉を使用して、処理を可能することができる。９５１で、横隔神経活動を低減して横隔神経捕捉を回避する処理を実行する。９５２で、処理の持続時間がある一定の期間又はいくつかのペースサイクルまで延長されるので、又は情況イベント（例えば、姿勢又は活動）が変わったので処理を終了すべきか否かを判断する。
【００３９】
図１０及び図１１は、横隔神経活動を低減する処理を実行する様々な実施形態を示している。心臓ペーシングアルゴリズムは、例えば、ペースが供給されることになること、及びいつペースが供給されることになるかを判断する（１０５３及び１１５３）。ＣＲＭシステムと統合されるのではなく、一部の実施形態は、内蔵型の神経連絡抑制器として実施することができる。このような実施形態は、いつペースが送出されるかを判断する必要がなく、ＣＲＭシステムから望ましい心臓ペース時間を受信するだけでよい。一部の実施形態は、図１０に示すように、ペースが提供される（１０５５）前に、横隔神経活動を抑制する（１０５４）。一部の実施形態は、図１１に示すように、ペースが送出された（１１５５）時に横隔神経活動を抑制する（１１５４）。
【００４０】
図１２は、呼吸を使用して横隔神経連絡抑制を有効する方法の実施形態を示している。１２５６で、心臓ペースが供給されることになるか否か、及びペースを送出する心臓ペース時間を判断する。１２５７で、判断されたペーシング時間を呼吸サイクルと比較し、この比較を使用して、呼吸サイクルにより横隔神経の抑制が有効にされるか否かを判断する（１２５８）。ペーシング時間が呼吸サイクル内で適切な時間に存在する場合に、横隔神経を抑制する（１２５９）。
【００４１】
様々な実施形態は、横隔神経活動を遮断する閾値が時間（例えば、逆リモデリングにより）及び位置などで変わる場合があるので、遮断刺激を滴定する。刺激を調節する例は、「心臓ペーシング中の横隔神経刺激の回避の方法及び器具」という名称の米国特許第６，７７２，００８号明細書、「心臓ペーシング中の横隔神経刺激の回避の方法及び器具」という名称の米国特許第７，２９９，０９３号明細書、「横隔神経刺激低減のための埋め込み型心臓装置及び方法」という名称の米国特許第７，３９２，０８６号明細書、及びＧｕｒｅｖｉｔｚ他「プログラマブル多重ペーシング構成が高い左チャンバペーシング閾値の克服及び横隔神経刺激の回避を補助する」、Ｐａｃｅ、第２８巻、１２５５（２００５年）に見ることができる。これらの参考文献（米国特許第６，７７２，００８号明細書、第７，２９９，０９３号明細書、米国特許第７，３９２，０８６号明細書、及びＧｕｒｅｖｉｔｚ他）は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。図１３は、望ましい横隔神経抑制を達成するために抑制刺激の強度又は構成を滴定する実施形態を示している。１３６０で、刺激を送出して横隔神経連絡を抑制する。横隔神経活動が遮断又は抑制された場合に、１３６１で、横隔神経連絡を抑制する刺激が１３６２で継続される。横隔神経活動が遮断又は抑制されなかった場合、電極間の刺激強度（例えば、振幅）又は刺激構成を１３６３で調節する。抑制刺激が送出された時にペース誘発型横隔神経活動が検出されるか否かを判断することにより、横隔神経活動が十分に遮断されるか否かを判断することができる。
【００４２】
図１４は、マイクロプロセッサベースの埋め込み型装置の実施形態の系統図を示している。装置のコントローラは、双方向データバスを通じてメモリ１４６５と通信するマイクロプロセッサ１４６４である。コントローラは、状態機械タイプの設計を用いて他のタイプの論理回路（例えば、個別構成要素又はプログラマブル論理アレイ）によって実行することができる。本明細書で使用する時に、「回路」という用語は、個別の論理回路又はマイクロプロセッサのプログラミングを指すと考えるべきである。図中では、リング電極１４６６Ａ〜Ｃ及び先端電極１４６７Ａ〜Ｃを有する双極リード、感知増幅器１４６８Ａ〜Ｃ、パルス発生器１４６９Ａ〜Ｃ、及びチャンネルインタフェース１４７０Ａ〜Ｃを含む「Ａ」〜「Ｃ」と指定した感知及びペーシングチャンネルの３つの例を示している。一部の実施形態では、心臓刺激電極のリードは、無線リンクで置換される。各チャンネルは、従って、電極に接続したパルス発生器で構成されたペーシングチャンネルと、電極に接続した感知増幅器で構成された感知チャンネルとを含む。チャンネルインタフェースは、双方向でマイクロプロセッサと通信し、各インタフェースは、感知増幅器からの感知信号入力をデジタル化するアナログ／デジタル変換器変換器と、ペーシングパルスを出力し、ペーシングパルス振幅を変え、感知増幅器に向けて利得及び閾値を調節するためにマイクロプロセッサにより書き込むことができるレジスタとを含むことができる。ペースメーカーの感知回路は、特定のチャンネルによって生成されたエレクトログラム信号（すなわち、心臓電気的活動を表す電極により感知される電圧）が指定の検出閾値を超えた時に固有のチャンバ活動を検出する。特定のペーシングモードで使用されるペーシングアルゴリズムは、このような感知を用いてペーシングをトリガ又は抑制する。固有の心房及び／又は心室心拍数は、それぞれ、心房感知と心室感知の間の時間間隔を測定することによって測定され、心房及び心室頻脈性不整脈を検出するのに使用することができる。
【００４３】
各双極リードの電極は、マイクロプロセッサにより制御されるスイッチングネットワーク１４７１にリード内の導体を通じて接続される。スイッチングネットワークを使用して、電極を固有の心臓活動を検出するために感知増幅器の入力部に、かつペーシングパルスを送出するためにパルス発生器の出力に切り換える。スイッチングネットワークにより、装置は、リードのリング電極及び先端電極を使用して双極モードで又は拡張双極モードで又は装置ハウジング（缶）１４７２を有するリードの電極の１つのみ又は接地電極として機能する別のリード上の電極を使用して単極モードで感知又はペーシングすることができる。衝撃可能な頻脈性不整脈が検出されると、心房又は心室に１対の衝撃電極１４７４及び１４７５を通じて電気的除細動衝撃を送出する衝撃パルス発生器１４７３もコントローラにも接続される。缶電極を使用して衝撃を送出することができる。
【００４４】
チャンネルＤ及びＥと識別された神経刺激チャンネルが装置に組み込まれており、一方のチャンネルは、第１の電極１４７６Ｄ及び第２の電極１４７７Ｄを有する双極リードと、パルス発生器１４７８Ｄと、チャンネルインタフェース１４７９Ｄとを含み、他方のチャンネルは、第１の電極１４７６Ｅ及び第２の電極１４７７Ｅを有する双極リードと、パルス発生器１４７８Ｅと、チャンネルインタフェース１４７９Ｅとを含む。他の実施形態は、単極リードを使用することができ、その場合に、神経刺激パルスは、缶電極又は別の電極に関連付けられる。各チャンネルのパルス発生器は、振幅、周波数、及び負荷サイクルなどに関してコントローラにより変更することができる一連の神経刺激パルスを出力する。この実施形態では、神経刺激チャンネルの各々は、血管内に適切な神経ターゲットの近くに配置することができるリードを使用する。他のタイプのリード及び／又は電極を使用することもできる。神経カフ電極は、血管内配置の電極の代わりに使用して神経刺激を送出することができる。一部の実施形態では、心臓刺激電極のリードは、無線リンクで置換される。図は、外部装置と通信するのに使用することができるマイクロプロセッサに接続した遠隔測定インタフェース１４７９を示している。
【００４５】
様々な実施形態は、以下のもの、すなわち、横隔神経捕捉を検出するペース誘発横隔神経活動検出器１４８１、呼吸検出器１４８２、及び／又は活動及び姿勢のような情況情報を提供するためなどの他のセンサ１４８３のうちの１つ又はそれよりも多くを含むことができる。様々な実施形態により、横隔神経活動検出器は、加速度計、音響センサ、呼吸センサ、インピーダンスセンサ、横隔神経上の神経センサ、又は横隔膜収縮を示す筋電図信号を感知する電極を含むことができるがこれらに限定されない。様々な実施形態は、１つよりも多い検出器を使用して横隔神経捕捉を示す合成信号を供給する。図示の実施形態は、クロック１４８４も含む。
【００４６】
図示のマイクロプロセッサ１４６４は、横隔神経連絡抑制ルーチン１４８５と心臓組織（例えば、心筋）刺激ルーチン１４８６とを実行することができる。横隔神経連絡抑制ルーチンの例には、ＤＣ電流パルスを使用する神経軸索の過分極、ＤＣ電流パルスを使用する神経軸索の脱分極、及び／又は高周波ＡＣ波形（＞ｌＫＨｚ）がある。心筋療法ルーチンの例には、徐脈ペーシング療法、電気除細動又は電気的除細動療法のような抗頻拍衝撃療法、抗頻拍ペーシング療法（ＡＴＰ）、及び心臓再同期療法（ＣＲＴ）がある。図示のコントローラは、横隔神経連絡抑制と心筋刺激を統合してペース誘発型横隔神経活動を回避するルーチン１４８７を実行することができる。図示のコントローラ１４６４は、横隔神経活動が検出される時間をペース時間に対して横隔神経活動がそのペースに起因すると判断するために比較する比較器１４８８も含む。コントローラ１４６４は、呼吸特徴をペーシング時間と比較して、ペース時間が呼吸のプログラムされた時間中に行われた場合に横隔神経連絡抑制を有効する比較器１４８９も含む。
【００４７】
横隔神経活動を抑制する神経刺激及び心臓リズム管理機能は、図１４に全体的に示すように同じ装置に統合することができ、又は別々の装置によって実行される機能に分離することができる。
【００４８】
当業者は、本明細書に示すと共に説明したモジュール及び他の回路は、ソフトウエア、ハードウエア、ファームウエア、及びその組合せを使用して実施することができることを理解するであろう。
【００４９】
本発明の開示に示す方法は、本主題の範囲の他の方法を排除することを意図していない。当業者は、本発明の開示を読みかつ理解すると、本主題の範囲の他の方法を理解するであろう。先に識別した実施形態及び図示の実施形態の各部分は、必ずしも相互排除するものではない。これらの実施形態又はその各部分は、組み合わせることができる。様々な実施形態では、これらの方法は、１つ又はそれよりも多くのプロセッサによって実行された時にプロセッサにそれぞれの方法を実施させる一連の命令を使用して実施される。様々な実施形態では、これらの方法は、磁気媒体、電子媒体、又は光媒体のようなコンピュータアクセス可能な媒体上に収容された１組の命令として実施される。
【００５０】
以上の説明は、例示的であり、制限的ではないことを意図している。他の実施形態は、以上の説明を読んで理解すると当業者には明らかであろう。本発明の範囲は、従って、特許請求の範囲が権利を有する均等物の完全な範囲と共に添付の特許請求の範囲を参照して判断すべきである。
本発明は、以下のような態様とすることもできる。
（１）心臓ペーシング中に横隔神経の不要な刺激を回避する方法であって、心臓ペースを送出するための望ましいペース時間を受信する段階と、前記望ましいペース時間を使用して望ましい神経連絡抑制時間を判断する段階を含む、横隔神経内の神経連絡を抑制するのに望ましい神経連絡抑制時間を判断する段階と、前記望ましい神経連絡抑制時間に前記横隔神経内の神経連絡を抑制する段階と、を含むことを特徴とする方法。
（２）神経連絡を抑制する段階は、ＤＣ電流パルスを送出して前記望ましい抑制時間に前記横隔神経内の神経軸索を過分極化する段階、又は脱分極ＤＣ電流パルスを送出して、前記望ましい抑制時間に、ただし伝播活動電位を発生させるほど十分な強度なしに、前記横隔神経内の神経軸索の興奮性を修正する段階、又は前記望ましい抑制時間に前記横隔神経内の前記神経軸索の前記興奮性を修正するために実質的に高いパルス周波数でパルスを送出する段階、を含む、ことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（３）神経連絡を抑制する段階は、冠状静脈洞支流の少なくとも１つの電極を使用して前記横隔神経内の神経連絡を抑制する段階を含むことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（４）ペース誘発型横隔神経活動を検出する段階を更に含み、神経連絡を抑制する段階は、前記ペース誘発型横隔神経活動の検出に応答して、前記横隔神経内の神経連絡を抑制する処理を実施する段階を含む、ことを特徴とする上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の方法。
（５）呼吸サイクルを検出する段階を更に含み、神経連絡を抑制する段階は、前記検出された呼吸サイクルの一部分にわたってのみ神経連絡を抑制する処理を実施する段階を含む、ことを特徴とする上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の方法。
（６）心臓をペーシングし、かつ心臓ペーシング中に横隔神経の不要な刺激を回避する方法であって、心臓ペースを送出するための望ましいペーシング時間を判断する段階と、前記望ましいペース時間を使用して望ましい神経連絡抑制時間を判断する段階を含む、横隔神経内の神経連絡を抑制するのに望ましい神経連絡抑制時間を判断する段階と、前記望ましいペーシング時間に前記心臓ペースを送出し、かつ前記望ましい神経連絡抑制時間に前記横隔神経内の神経連絡を抑制する段階と、を含むことを特徴とする方法。
（７）前記心臓ペースを送出する段階は、該心臓ペースを心臓の左心室に送出する段階を含み、前記横隔神経内の神経連絡を抑制する段階は、左横隔神経内の神経連絡を抑制する段階を含む、ことを特徴とする上記（６）に記載の方法。
（８）前記心臓ペースを心臓の左心室に送出する段階を含む、心臓再同期療法（ＣＲＴ）を送出する段階を更に含むことを特徴とする上記（７）に記載の方法。
（９）前記心臓ペースを左心室に送出し、かつ左横隔神経内の神経連絡を抑制するために冠状静脈洞支流内の共通リードを使用する段階を更に含むことを特徴とする上記（７）に記載の方法。
（１０）前記望ましい神経連絡抑制時間は、前記望ましいペース時間の前又は最中に開始されることを特徴とする上記（６）から（９）のいずれか１つに記載の方法。
【符号の説明】
【００５１】
１４６４  マイクロプロセッサ
１４６５  メモリ
１４６６Ａ〜Ｃ  リング電極
１４６７Ａ〜Ｃ  先端電極
１４６８Ａ〜Ｃ  感知増幅器
１４７０Ａ〜Ｃ  チャンネルインタフェース
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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